上海泰矽微宣布量產(chǎn)系列化“MCU+”產(chǎn)品——高性能信號(hào)鏈SoC

中國領(lǐng)先的高性能專用SoC芯片供應(yīng)商上海泰矽微電子有限公司（以下簡稱“泰矽微”）宣布，正式量產(chǎn)業(yè)內(nèi)超高集成度的信號(hào)鏈系列SoC芯片-TCAS，該系列芯片具備超低功耗、高性能、高精度、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)。

TCAS系列芯片集成了32位ARM Cortex-M0高性能內(nèi)核，最高工作頻率可達(dá)48MHz，內(nèi)置最高64KB FLASH和8KB SRAM。其內(nèi)部集成了24bit高精度Sigma-Delta ADC、14bit高速SAR ADC、最高1024倍增益放大的超低噪聲PGA、VDAC、IDAC、TIA、運(yùn)放等多種模擬前端外設(shè)，同時(shí)集成了多路UART、SPI、I2C等數(shù)字接口外設(shè)，支持多種硬件加密算法。泰矽微還開發(fā)了獨(dú)創(chuàng)的降低系統(tǒng)整體功耗的Tinywork?技術(shù)（專利號(hào)：CN111427443A），使得外設(shè)在睡眠模式下，無需內(nèi)核處理器的干預(yù)也能獨(dú)立工作和相互協(xié)同，可將典型應(yīng)用場景功的工作電流降低80%以上，并且支持超低功耗待機(jī)，支持獨(dú)立備用電池供電。

傳感器作為物聯(lián)網(wǎng)不可或缺的一部分，被廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)終端中。在基于通用MCU的傳統(tǒng)方案中，不同傳感器的數(shù)據(jù)采集及處理需要多套電路、多顆芯片來實(shí)現(xiàn)，并且性能要求越高，外圍電路的復(fù)雜度和成本就越高。泰矽微發(fā)布的TCAS系列信號(hào)鏈SoC芯片則可單顆芯片滿足以上各種應(yīng)用需求，僅需軟件配置即可實(shí)現(xiàn)各種傳感器的信號(hào)調(diào)理、A/D轉(zhuǎn)換及數(shù)據(jù)采集和處理，并且外圍電路簡單，噪聲系數(shù)極低。可大大簡化電路、降低成本、減少器件數(shù)量。

泰矽微創(chuàng)始人熊海峰介紹：“MCU產(chǎn)品定位的基本要素是高可靠性，對于TCAS系列而言，從芯片的開發(fā)到測試的流程、單個(gè)模擬或數(shù)字IP及IO Ring的實(shí)現(xiàn)、基于整芯片的Floor plan布局以及封裝材料的選取等都將可靠性放在了首位。對比常規(guī)工業(yè)級(jí)芯片2KV的ESD靜電測試指標(biāo)，TCAS的實(shí)測數(shù)據(jù)可輕松通過6KV，且HTOL、Latch up等全部Pass。”

此外，泰矽微不僅提供TCAS系列芯片的基本數(shù)據(jù)手冊，還配套準(zhǔn)備了成熟穩(wěn)定的軟件開發(fā)包、大量應(yīng)用筆記、低成本的開發(fā)評(píng)估板、典型應(yīng)用的參考設(shè)計(jì)、調(diào)試工具以及培訓(xùn)材料等，以幫助開發(fā)人員迅速上手。

以下列舉了部分傳感器應(yīng)用的典型接口電路及應(yīng)用介紹：

1.     橋式傳感器：橋式傳感器應(yīng)用框圖所示是一個(gè)基于低噪聲PGA、24bit Σ-△ADC等的高精度橋式傳感器測量系統(tǒng)。TCAS內(nèi)置2級(jí)具有可調(diào)增益的低噪聲PGA，以及低均方根（RMS）噪聲的24bit Σ-△ADC和溫度補(bǔ)償電路，可以直接測量來自橋式傳感器等的小信號(hào)。 

2.     熱電偶傳感器：熱電偶傳感器應(yīng)用框圖所示是一個(gè)基于24bit Σ-△ADC的熱電偶測量系統(tǒng)。TCAS內(nèi)置PGA、24bit Σ-△ADC、基準(zhǔn)電壓源VDAC和激勵(lì)電流IDAC等。芯片內(nèi)部集成的偏置電壓發(fā)生器偏置熱電偶信號(hào)，確保輸入信號(hào)滿足輸入電壓限值的要求。片內(nèi)提供1mA的激勵(lì)電流用于為熱敏電阻和采樣電阻供電。基準(zhǔn)電壓利用該外部采樣電阻產(chǎn)生。

  

3.     電化學(xué)氣體傳感器：電化學(xué)氣體傳感器應(yīng)用框圖是一個(gè)基于24bit Σ-△ADC或14bit SAR ADC的電流型電化學(xué)氣體傳感器系統(tǒng)。TCAS內(nèi)置運(yùn)放OPA、跨阻放大器TIA、24bit Σ-△ADC或14bit SAR ADC、VDAC等。通過傳感器參考電極（RE）向OPA提供反饋，從而改變反電極（CE）上的電壓來保持WE引腳的恒定電位。內(nèi)部TIA將傳感器的電流信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，提供給ADC。內(nèi)部VDAC為TIA提供偏置電壓，使得信號(hào)處于ADC支持的電壓范圍內(nèi)，以便為不同類型的傳感器提供充足裕量。

 

4.     三線制RTD傳感器：三線制RTD傳感器應(yīng)用框圖是一個(gè)基于24bit Σ-△ADC的具有外部參考的比例型三線制RTD（Resistance Temperature Detector）傳感器測量系統(tǒng)。該方案在很大程度上消除了傳感器引線對測量結(jié)果的影響，可進(jìn)行高精度的測量。

 

泰矽微信號(hào)鏈SoC芯片的量產(chǎn)標(biāo)志著泰矽微在“MCU+”戰(zhàn)略路線上邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。后續(xù)還將在電源管理、電池管理、射頻、觸控等技術(shù)方向推出更多系列化“MCU+”芯片，覆蓋消費(fèi)，工控及汽車等各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。這種新的創(chuàng)新模式代表著國產(chǎn)MCU在技術(shù)創(chuàng)新、產(chǎn)品創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新等方面的探索。通過應(yīng)用場景和需求的深度分析，探索產(chǎn)品創(chuàng)新；通過和行業(yè)標(biāo)桿的下游廠商共同定義產(chǎn)品，開辟全新的商業(yè)模式和合作模式。解決了行業(yè)痛點(diǎn)的同時(shí)也鎖定了大客戶訂單。這也為國產(chǎn)MCU的發(fā)展注入了一股新的成長力量。

熊海峰表示“新能源革命給中國的汽車工業(yè)帶來了全新的發(fā)展機(jī)遇，而電子信息產(chǎn)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)化革命也同樣會(huì)給國產(chǎn)MCU帶來彎道超車的機(jī)會(huì)。真正的彎道超車是緊追而不跟隨、借鑒但不復(fù)制，泰矽微堅(jiān)定不移走原創(chuàng)和創(chuàng)新之路，所有核心技術(shù)從無到有自主開發(fā)，并通過專利加以保護(hù)，充分尊重和重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)。實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)MCU的自主可控和產(chǎn)業(yè)振興尚有一段距離，需要全產(chǎn)業(yè)鏈的集體智慧與努力。不過中國擁有全世界最全的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，最大的本地市場，緊抓類似‘MCU+’這樣全新的機(jī)會(huì)，產(chǎn)業(yè)上下游聯(lián)動(dòng)，通過創(chuàng)新走高質(zhì)量發(fā)展之路，國產(chǎn)MCU的生態(tài)崛起可期！”